《华尔街日报》:它们活了!西伯利亚永久冻土中沉睡了4.6万年的蠕虫成功复苏
Dominique Mosbergen
谈谈漫长的休眠。科学家表示,他们成功唤醒了在西伯利亚永久冻土层中埋藏了4.6万年的蠕虫。
这六只线虫(一种蛔虫)上一次苏醒时,尼安德特人和长毛猛犸象还在地球上漫步。根据周四发表在《PLOS遗传学》期刊上的一篇论文,它们通过进入休眠状态在冻土中存活了数万年。研究人员称,基因检测表明这些蠕虫属于一个可能已消失的新物种。
“这项研究可能会让人们重新思考生死之间的第三种状态,”该研究的合著者、德国马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所的生物学家泰穆拉兹·库尔扎利亚表示。
线虫属于所谓的微型动物,能够通过进入隐生状态来承受冰冻、缺水缺氧等极端环境。在此状态下,生物体的新陈代谢停止,繁殖、发育和自我修复功能暂停。当环境改善时,它们可以复活。
科学家此前还曾让长期处于隐生状态的轮虫(一种微型水生生物)和缓步动物(俗称水熊虫的八足微小生物)复苏。2021年《细胞》期刊研究显示,一只被困西伯利亚冻土约2.4万年的轮虫成功复活。《低温生物学》期刊2016年论文记载,在南极冰冻苔藓中发现的水熊虫在隐生约30年后苏醒。
这些复苏的线虫发现于俄罗斯东部科雷马河附近的永久冻土层中。图片来源:马克西姆·谢梅托夫/路透社研究表明,一种被认为仅存在于缓步动物体内的蛋白质能保护其DNA免受损伤,将这种蛋白质引入人类细胞后,细胞对辐射损伤的抵抗力显著增强。
包括细菌在内的单细胞生物已被证实可在隐生状态下存活数百万年,但4.6万年是动物隐生状态的最高纪录。“这种生物的隐生状态可能是无限期的,“库尔兹恰利说。
隐生状态的奥秘能否帮助人类实现冷冻存活或太空旅行?科学家表示这仍属于科幻范畴,但进一步研究可能揭示隐生生物在极端环境中存活的基因或蛋白质工作机制。研究人员称,这些发现未来或可用于增强人类的环境适应能力。
新西兰奥塔哥大学生物化学家克雷格·马歇尔(未参与本研究)表示:“或许能研制出具有同等功效的分子化合物。”
这些复苏的线虫发现于俄罗斯东部科雷马河附近约130英尺深的永久冻土层中。研究人员于21世纪初采集冻土样本并持续冷冻保存。
线虫复苏现象首次发表于2018年《生物科学报告》期刊。研究人员将冷冻线虫置于含营养液的培养皿中,在约70华氏度环境下培养数周后,部分线虫苏醒并开始繁殖。
论文指出,碳测年法测定发现线虫的永久冻土层距今已有3万至4万年历史。生物学家当时表示,样本可能存在污染。
新论文作者称,他们对样本进行了更严格的检测以验证早期发现,并进一步研究这些远古线虫。研究人员表示,经再次碳测年显示冻土样本距今约4.6万年。
研究团队进行了基因组测序和系统发育分析(研究生物体间进化关系的学科)。分析表明这些线虫属于小杆线虫科新物种,并将其命名为科雷马小杆线虫(以发现地附近河流命名)。研究人员称,所有复苏的线虫均已死亡,但它们通过无性繁殖留下了后代。
研究显示,这些后代似乎利用海藻糖来抵御脱水等压力因素。其他线虫研究表明,海藻糖会冻结成玻璃状物质保护细胞。
未参与该研究的杨百翰大学生物学家拜伦·亚当斯指出,由于未对采集点周边区域和采样设备进行检测以确保未误采年轻线虫,污染可能性仍然存在。但他认为研究结论具有可信度。
“若要我下注,我会赌这些发现属实,这些生物确实如此古老。“他表示。
隐生盐水虾在20世纪50年代首次以"海猴"为名出售。图片来源:克里斯·威克斯/FilmMagic动物隐生现象最早由微生物学之父、荷兰纺织品商人安东尼·范·列文虎克在18世纪初记录。范·列文虎克使用自制的显微镜观察微生物,他称之为"小动物”。在1702年的一封信中,他描述将看似无生命的灰尘放入水中,一小时内就观察到其中涌现生命。
在随后的几个世纪里,人们试图了解更多关于隐生生物的知识——在某些情况下还从中牟利。隐生盐水虾在20世纪50年代首次以"海猴"名义销售。这些脱水卵的小袋被倒入水中后就会恢复生机。
但隐生现象的具体机制至今仍未完全明了。怀俄明大学分子生物学家托马斯·布思比(未参与本研究)表示,这一现象是动物生理学中经久不衰的谜团之一。
“一个复杂多细胞生物能够关闭生命活动,进入这种假死状态——从所有表象来看都与死亡无异,“他说,“这简直令人难以置信。”
联系作者多米尼克·莫斯伯根:[email protected]
出现在2023年7月28日的印刷版中,标题为《沉睡4.6万年后,蠕虫重获新生》。